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유리 섬유/열가소성 복합 재료의 기계적 및 함침 특성에 대한직물 패턴의 영향
김늘새롬,이은수,장영진,권동준,양성백,염정현 한국복합재료학회 2018 Composites research Vol.31 No.6
다양한 산업군에서 복합재료를 적용한 제품개발을 진행하고 있는 상황이며, 재활용이 가능한 장점으로인해 열가소성 복합재료에 대한 개발이 활발하다. 장섬유 강화 열가소성 플라스틱(Long fiber thermoplastic, LFT) 의 형태도 있지만, 연속섬유를 이용한 열가소성 복합재료(Continuous fiber thermoplastic, CFT)에 대한 활용도 증가하고 있다. 본 연구에서는 CFT를 제작할 때 사용되는 강화섬유의 제직 패턴에 따른 영향으로 CFT의 인장, 굴곡, 충격 강도의 변화를 확인하고자 하였다. 복합재료의 물성이 강화섬유의 제직 패턴에 의해 달라지는 원인을 기계적인 물성으로도 평가하였고, CT 촬영기법을 이용하여 내부 기공발생과 섬유 제직패턴과의 상관관계를 분석하였다. CFT의 경우 열가소성 필름이 섬유 로빙 내로 함침되는 수준이 낮기 때문에, 공극의 발생률이 높은 문제가있다. 섬유 로빙과 로빙사이의 계면이 100 μm 수준으로 조밀하게 형성될 수 있는 평직 섬유 패턴이 CFT의 성형성 및 기계적 물성을 안정화시키는 강화섬유의 조직임을 검증하였다. In various industry, the composite is tried to be applied to products and thermoplastic based composite is in the spotlight because this composite can be recycled. The use of continuous fiber thermoplastic (CFT) method increased gradually than long fiber thermoplastic (LFT). In this study, tensile, flexural, and impact test of different array types of glass fiber (GF)/thermoplastic composites were performed to compare with GF array. Impregnation property between GF mat and thermoplastic was determined using computed tomography (CT). At CFT method, thermoplastic film is not wet into GF roving and many voids are appeared into composite. This phenomenon affects to decrease mechanical properties. Plain pattern GF mat was the best mechanical and impregnation properties that distance between two roving was set closely to 100 μm.
유리섬유/폴리카보네이트 복합재료의 기지 분자량에 따른 함침 및 기계적 물성 평가
김늘새롬 ( Neul-sae-rom Kim ),장영진 ( Yeong-jin Jang ),이은수 ( Eun-soo Lee ),권동준 ( Dong-jun Kwon ),양성백 ( Seong Baek Yang ),이정언 ( Jungeon Lee ),염정현 ( Jeong Hyun Yeum ) 한국복합재료학회 2021 Composites research Vol.34 No.1
열가소성 섬유강화 복합재료는 수송용 기기의 경량화 소재로써 적용 분야가 확대되고 있다. 본 연구에서는 분자량이 다른 폴리카보네이트(PC)를 이용하여 연속섬유 강화 유리섬유(GF)/폴리카보네이트(PC) 복합소재의 함침성 및 기계적 물성에 대한 평가를 진행하였다. GF 직물과 PC 필름을 제조한 후, 이를 이용하여 연속가압성형법으로 연속섬유 강화 GF/PC 복합재 평판을 제조하였다. PC 분자량에 따른 용융지수를 측정 및 평가하였고, GF제직물 강화 GF/PC 복합재료의 인장강도, 굴곡강도, 압축강도 및 기공체적률을 평가하였다. 전계방사형 주사전자 현미경을 이용하여 인장파괴된 GF/PC 복합재료의 형태를 분석하여 파괴거동을 확인하였다. 분자량이 20,000일 때 최적의 기계적 특성이 발현되는 것을 확인하였다. Fiber-reinforced thermoplastic composites are applied to transport industries to lightweight of body, and applications will be expanded gradually. In this study, the impregnation and mechanical properties of continuous glass fiber (GF) reinforced polycarbonate (PC) composites were evaluated with different molecular weights of PC. The continuous GF reinforced PC composite were prepared by using GF fabric and PC film via continuous compression molding method. The melting flow index and tensile strength of PC matrix were evaluated with different molecular weights. Mechanical properties (tensile, flexural, and compressive) and pore rate of GF/PC composite were evaluated with different molecular weights of PC. The fracture behavior was analyzed to fracture surface of GF/PC composite using FE-SEM images. As these results, it was condition of representing the best mechanical property that the GF/PC composite was prepared by using PC of 20,000 g/mol as matrix.
유리섬유/폴리프로필렌 복합원사의 유리섬유 함량 변화에 따른 열가소성 복합재료의 함침 및 기계적 특성 평가
장영진 ( Yeong-jin Jang ),김늘새롬 ( Neul-sae-rom Kim ),권동준 ( Dong-jun Kwon ),양성백 ( Seong Baek Yang ),염정현 ( Jeong Hyun Yeum ) 한국복합재료학회 2020 Composites research Vol.33 No.6
열가소성 복합재료는 수송용 기기의 구조용 소재로써 적용 분야가 확대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유리섬유(GF) 함량 차이에 따른 연속섬유 강화 GF/폴리프로필렌(PP)의 기계적 물성 및 함침성에 대한 평가를 진행하였다. GF 함량이 다른 GF/PP 복합원사를 제조하고 이를 이용하여 연속가압공정법으로 연속섬유 강화 GF/PP 중간재를 제조하였다. GF 함량에 따른 연속섬유 강화 GF/PP 복합재료의 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도를 평가하였다. 전계방사형 주사전자현미경을 이용하여 인장파괴 된 GF/PP의 형태를 분석하여 GF 함량에 따른 파괴거동을 확인하였고, 동적기계분석 및 층간전단강도 측정 결과를 바탕으로 GF 함량에 따른 함침성 차이를 확인하였다. 궁극적으로 GF/PP 50 wt.% 복합재료 조건에서 기계적 강도와 함침성이 가장 안정화 됨을 확인하였다. In mobility industries, the use of thermoplastic composites increased dynamically. In this study, the mechanical and impregnation properties of continuous glass fiber (GF)/polypropylene (PP) composite were evaluated with different GF contents. The GF/PP commingled fiber was manufactured with different GF contents and continuous GF/PP composite was manufactured using continuous compression molding process. Tensile, flexural, and impact test of specimens were evaluated with different GF contents. The fracture behavior of specimens was proved using field emission-scanning electron microscope images of fracture area and impregnation property was evaluated using dynamic mechanical analyzer and interlaminar shear strength. Finally, the GF/PP composite was the optimized mechanical and impregnation properties using 50 wt.% GF/PP commingled fiber.